JPH01122883A - オートテンショナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、深海調査艇や海底探査機、カプセルなど母船
からケーブルで海中に吊り下ろして作業を行う海中装置
の動揺防止手段に関する。

（従来の技術） 海洋調査や海底探査のために深海調査艇や海底探査機あ
るいはカプセルなどの海中装置を母船からケーブルで海
中に吊り下ろして作業を行う場合には、海面変動による
母船の動揺がケーブルを介して海中の装置に伝達するの
を防ぐために、ケーブルの張力を一定範囲に保つ必要が
ある。

このための機構として、例わばアキュームレータに接続
されたラムシリンダの両端にシーブを取り付け、母船と
海中装置を連結するケーブルをこのシープ閏に複数条に
渡って掛は回したパッシブ方式のオートテンショナ装置
が知られている。この場合に、ラムシリンダはケーブル
張力が増加するとアキュームレータに蓄圧しつつ収縮し
、張力が低下するとアキュームレータに蓄えられた圧力
により伸張する。これにより、張力変化に応動する形で
ケーブルが送り出しまたは取り込まれるようになってい
る。

（発明が解決しようとする問題、α） しかし、この装置の場合にはシープの摩擦抵抗やラムシ
リンダ及びアキュームレータの内部摩擦などのために、
ケーブル張力が一定以上に変動しないとラムシリンダが
伸縮せず、小さな動揺が吸収されないまま海中ＶＣ置に
伝わりやすい、つまり、ラムシリンダの中立位置付近に
張力変化に対する不感帯域が存在し、このために張力変
動の減衰率が低いという問題があった。

一方、最近ではこの上うな揚収用ケーブルに光ファイバ
ーを使用することにより母船と海中装置間の信号伝達ケ
ーブルを兼用させる場合が多く、この場合にはケーブル
の変形や傷みによる信号回路の作動不良を防止するため
にケーブル張力を一定させることが特に必要とされる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、船体の
動揺を検出して積極的にラムシリンダを伸縮制御するこ
とにより、ケーブル張力の変動防止機能並びに海中装置
の安定化機能の向上を図ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、母船から海中装置を吊り下げるケーブルの途
中を母船上に備えたラムシリンダのシーブ間に巻き回し
、油圧的に接続されたアキュームレータの蓄圧によりこ
のラムシリンダを伸張方向へ弾性支持したオートテンシ
ョナ装置において、ラムシリンダを伸縮駆動するサーボ
シリングと、母船の動揺を検出する加速度計と、検出さ
れた動揺を吸収するようにサーボシリンダを駆動制御す
る油圧制御回路とを備えている。

（作用） 加速度計が母船の動揺を検出すると、油圧制御回路がサ
ーボシリングを介して動揺を吸収する方向へラムシリン
ダを駆動する。このため、動揺に伴うケーブルの張力変
化がラムシリンダの摩擦抵抗より小さい場合でも、ラム
シリンダが能動的に伸縮して動揺を吸収する。

また、動揺がある程度大きく、主としてケーブルの張力
変化によりラムシリンダが伸縮する場合においても、サ
ーボシリングが伸縮を誘導することで船体のｅ揺に対す
るラムシリンダの応答が早まり、動揺が高減変率で吸収
される。

（実施例） ｆｉ１図及びＰｊＳ２図に本発明の実施例を示す。

第１図において１はは船、２は海中装置としてのランチ
ャで、母船１の船尾後方へ突設したＡ型フレーム３の突
端に取り付けたシープ３Ａからケーブル４により海中へ
吊り下げられる。このシープ３Ａにはけ船１の動揺を検
出する加速度計２０とケーブル４の張力を検出するロー
ドセル２１が介装される。

は船１は甲板９上にケーブル４の巻き上げと送り出しの
ためのケーブルウィンチ５とトラクシ３ンウインチ６と
を備える。トラクシ３ンウインチ６にはケーブル４の送
り出し長さを検出するために１２図に示す索艮計２４が
取り付けられる。

また、ケーブル４の張力変化に応動して母船１の動揺を
吸収するためのラムシリンダ８がトラクションウィンチ
６とシープ３Ａとの間に介装される。ラムシリンダ８は
単動型の油圧シリンダで、シリンダｇ８Ａの基端とシリ
ンダ部８Ａから突出するピストンロッド８Ｂの先端とに
シープ１４と１５がそれぞれ支持され、これらのシープ
１４と１５にケーブル４を複数条に渡って掛は回したも
のである。シリング部８Ａには７キエームレータ１６が
接続され、ピストンロッド８Ｂはこのアキュームレータ
１６の〃ス室１６Ａに蓄えられた圧縮空気の圧力により
伸張方向へ弾性的に支持される。

〃ス室１６Ａはさらにコンプレッサ等のエアー源１９に
接続され、エアー源１９からの圧縮空気の供給によりピ
ストンロッド８Ｂの支持力を任意に１４整できるように
なっている。なお、ピストンロッド８Ｂのストローク位
置を検出するためにラムシリンダ８にストロークセンサ
２３が介装される。

ラムシリンダ８のシリング部８Ａとピストンロッド８Ｂ
との間にはサーボシリング１７が介装される。サーボシ
リング１７はシリンダｇ１７Ａをシリング部８Ａに、ロ
ッド部１７Ｂをピストンロッド８Ｂの上端にそれぞれ係
止した複動型シリングで、内部に形成した油室１２と１
３に選択的に圧油を供給することによりピストンロッド
８Ｂを伸張側または収縮側へ強制的に駆動するものであ
り、このためにサーボバルブ１８が油室１２及び１３の
手直に介装される。このサーボパルプ１８はコントロー
ラ２２と電気回路で接続され、コントローラ２２からの
供給電流に応じて油室１２及び１３に圧油供給装置（ポ
ンプ）７及びタンク１０を選択的に接続するとともに流
量の制御を行う。

コントローラ２２には前記の加速度計２０、ロードセル
２１、ストロークセンサ２３及び索艮計２４がいずれも
信号回路で接続され、それぞれの検出した値が信号電流
として入力される。コントローラ２２は加速度計２０及
びロードセル２１がらの入力信号をあらかじめ内部に設
定された値と比較することにより、吸収すべき船体の動
揺を検出すると、これを吸収するようにサーボパルプ１
８の接続方向と流量とを制御し、サーボシリンダ１７を
伸縮させる。また、索長計２４から信号入力される送り
出されたケーブル４の長さからその重量を算定するとと
もに、ストロークセンサ２３からの入力信号をらとにア
キニームレータ１６の圧力を′：Ａ整することで、ラム
シリンダ８の中立位置く平均位ｒａ）を常時一定に維持
する。なお、このだめに７キエームレータ１Ｇとエアー
源１９との間にコントローラ２２に制御される図示され
ない圧力制御パルプが介装される。

次に作用を説明する。

ランチャ２を母船１から海面へ吊り下ろす場合には、コ
ントローラ２２の操作でアキュームレータ１６の蓄圧力
を下げてラムシリンダ８を最収縮状態にし、ケーブルウ
ィンチ５とトラクションフィン千〇のみを繰り出し操作
してランチャ２を吊り下げる。この問、オートテンショ
ナ装置は作動しないが、ランチャ２が空中にある間は母
船１の動揺はケーブル４の張力にほとんど影響を与えな
い。

ランチャ２がいったん着水したらコントローラ２２を操
作して直ちにアキュームレータ１６にエアー源１９から
圧縮空気を供給し、ラムシリンダ８をケーブル４の張力
に対抗して最圧縮と最伸張の中立位置まで伸張させる。

これにより、オートテンシ１す装置は作動可能な状態に
なる。

この状態で母船１が動揺するとランチャ２を吊り下げる
ケーブル４の張力が大きく変動する。これに対してオー
トテンシ１す装置はこの張力変化に応動してラムシリン
ダ８が伸縮する、いわゆるパンシブ作動をイテっで張力
変化を補償し、母船１の動揺を吸収してランチャ２を安
定的に保持する。

ところでランチャ２が海中に没すると浮力がランチャ２
とケーブル４の海中部分に作用するために、ケーブル４
の張力自体が減少するとともに、母船１の！！ｉｌＩ揺
に伴うケーブル２の張力変化も小さくなる。一方、摩擦
抵抗のためにラムシリンダ８はケーブル４の張力が一定
以上に変化しないと伸縮しない。したがって、ランチャ
２を海中に吊り降ろした後は、パッシブ作動のみでは母
船１がある程度大きく動揺しないとラムシリンダ８が伸
縮せず、動揺がランチャ２に直接伝わってしまう恐れが
ある。これに対してこのオートテンショナ装置はコント
ローラ２２とサーボシリンダ１７を介したアクティブ作
動によってこのような動揺を吸収する。

すなわち、加速度計２０が母船１の動揺１を検出し、ロ
ードセル２１がケーブル４の張力を検出してそれぞれコ
ントローラ２２に信号出力すると、コントローラ２２は
これらの信号に基づき、動揺を吸収する方向、すなわち
ケーブル４の張力変化を補償する方向へラムシリンダ８
を伸縮させるべく、サーボパルプ１８を介してサーボシ
リンダ１７を駆動する。これにより静止していたラムシ
リンダ８は強制的に伸縮を開始し、シーブ１４と１５と
の間に巻き回したケーブル４が動揺に応じて船外へと送
り出され、あるいは船内に取り込まれる。こうして、ケ
ーブル４の張力変化が摩擦抵抗を下回る場合でもラムシ
リンダ８はアクティブ作動によりスムーズに伸縮するた
め、摩擦抵抗による中立位置付近の不感帯域が解消し、
小さな動揺も十分に吸収される。

一方、母船１の動揺が大きいとケーブル４の張力変化も
大きく、ラムシリンダ８の伸縮はこの張力変化の直接的
な作用に基づくパンシブ作動が主体となる。しかし、そ
の場合もコントローラ２２はサーボシリンダ１７を駆動
し続け、サーボシリンダ１７がラムシリンダ８の伸縮を
リードするためにラムシリンダ８は母船１の動揺に対し
て応答良く伸縮し、高い減衰率をもって動揺を吸収する
。

こうして、海中のランチャ２は母船１の動揺の大きさに
よらず常に安定状態を維持する。

ところで、ケーブル４が海中へ繰り出されて行くにつれ
てケーブル重量も増加するが、これに対してコントロー
ラ２２はトラクションウィンチ６に付設した索艮計２４
とから入力される信号をもとに、送り出されたケーブル
４の重量を計算し、ストロークセンサ２３から信号入力
されるストローク位置をもとにラムシリンダ８の平均位
置が変わらないように、７キエームレータ１６の空気圧
をエアー１１９との間に介装した圧力制御バルブの制御
を通じて調整する。このため、ランチャ２が海面下のい
かなる深さにあっても−、また上昇ないし下降しつつあ
る場合でもラムシリンダ８の動揺吸収能力が変化する恐
れはない。

なお、上記作用を得るために必要なサーボシリング１７
の伸縮力はラムシリンダ８の摩擦抵抗を上回る程度で良
く、サーボシリング１７は小容量のもので十分である。

一方、サーボシリング１７を大容量とすれば、ラムシリ
ンダ８を全面的にアクティブ作動させることも可能とな
る。この場合にはアクティブ作動のみとパッシブ作動の
みとこれらの併用という３つの作動モードを海域の気象
条件などに合わせて任意に選択することができる。

また、船体の動揺は規則性を持つ場合が多いことから、
コントローラ２２に特定の波形パターンをあらかじめ設
定しておくか、あるいは加速度計２０の出力信号から読
み取った波形パターンがコントローラ２２に自動設定さ
れるようにして、この波形パターンに基づきサーボバル
ブ１８の制御を行うことも可能である。

（発明の効果） 以上のように、本発明のオートテンショナ装置はケーブ
ル張力を補償して伸縮するラムシリンダにサーボシリン
グを介装し、加速度計の検出した船体の動揺に基いてこ
のサーボシリングを伸縮駆動するため、ケーブルの張力
変化の直接作用を受けてラムシリンダが伸縮するパッシ
ブ作動のみでは摩擦抵抗のために吸収し得なかった小さ
な動揺が、サーボシリングを介したアクティブ作動によ
り吸収される。

また、大きな動揺に対してもサーボシリングがラムシリ
ンダの伸縮をリードすることによりラムシリンダの応答
性が向上し、動揺吸収における載設率を高めることがで
きる。

このため、本発明によれば母船から吊り下げられる海中
装置の姿勢を安定させ、かつこれを吊り下げるケーブル
の急激な張力変動を防止するオートテンショナ装置の能
力が着しく高まり、光ファイバーなどの使用により信号
伝達用のケーブルを揚収用ケーブルと兼用する際の要求
をも十分に満たすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すオートテンショナ装置の
船上配置図、ｆ５２図は同じく制御回路図である。 １・・・母船、２・・・ランチャ、４・・・ケーブル、
８・・・ラムシリンダ、１４，１５・・・シーブ、１６
・・・アキュームレータ、１７・・・サーボシリング、
１８・・・サーボバルブ、２０・・・加速度計、２２・
・・コントローラ。 特許出願人　　　　　カヤバエ業株式会社代理人　弁理
士　　　後　藤　　政　喜　　　。 （外１名）−−゛７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 母船から海中装置を吊り下げるケーブルの途中を母船上
   に備えたラムシリンダのシーブ間に巻き回し、油圧的に
   接続されたアキュームレータの蓄圧によりこのラムシリ
   ンダを伸張方向へ弾性支持したオートテンショナ装置に
   おいて、ラムシリンダを伸縮駆動するサーボシリンダと
   、母船の動揺を検出する加速度計と、検出された動揺を
   吸収するようにサーボシリンダを駆動制御する油圧制御
   回路とを備えたことを特徴とするオートテンショナ装置
   。